Universidade do Estado do Rio de JaneiroCentro de Tecnologia e CiênciasFaculdade de EngenhariaDepartamento de Engenharia Elétrica

7º Experiência – Medição de Potência ativa em cargas R, L e C

Componentes:Luís Felipe da Silva MagnoMaicon OliveiraRafael da SilvaRenata Simões SilveiraSergio Guilherme Rocha de Carvalho

Turma: 1Data da realização da experiência: 03/12/2013

Objetivo: Medir a potência Ativa em cargas R, L e C .Equipamentos:

1 Resistor variável (reostato) de 110 ohms e corrente máxima 2,5 A; 1 Capacitor a óleo de 35 microfarads e 370 V; 1 Indutor 44 milihenries, resistência ôhmica de 9,5 ohms e corrente máxima 1,25 A; 1 Fonte que fornece tensão alternada ajustável (0 a 140 V/ 7,5 A/ 60 Hz); 1 Voltímetro CC/CA (0 A 300V); 1 Amperímetro CC/CA (0 A 3 A); 1 Wattímetro CC/CA (0 a 5 e 48 e 480 V)

Procedimento Experimental:

1. Foram montados os circuitos pedidos, onde a fonte fornecedora de corrente alternada foi ajustada para 120 volts.

2. Anotamos os valores da potência, da tensão e da corrente mostrado pelo wattímetro.

3. Foi desligada a fonte e o capacitor foi substituído pelo reostato, de forma conseguir a mesma corrente alcançada na instalação anterior.

4. Anotamos os valores da potência, da tensão e da corrente mostrado pelo wattímetro.

Página 2

Figura 1: Circuito capacitivo com Voltímetro, Amperímetro e Wattímetro

Figura 2: Circuito reativo com Voltímetro, Amperímetro e Wattímetro

5. Foi desligada a fonte e o reostato foi substituído pelo indutor, de forma conseguir a mesma corrente alcançada na instalação anterior.

6. Anotamos os valores da potência, da tensão e da corrente mostrado pelo wattímetro.

Dados Experimentais e Conclusões.

1. Cálculo da Potência Ativa, Aparente e Reativa para as os circuitos R, L e C e fator de potência de cada carga.

a) O Circuito C

Vc = 120 VIc = 1,55 APwattimetro = 0Sc = V x I = 120 x 1,55 = 186 WWc = V x I x cos ɵ = 0Qc = V x I x sen ɵ = 120 x 1,55 x 1 = 186 WER = Wc x T

Observamos que o consumo de energia é nulo, pois a potência ativa utilizada é igual a zero. Podemos dizer que capacitor é um gerador de potência reativa, onde toda potência é convertida em potência reativa e nenhuma parte dela é convertida em trabalho ou calor.

b) O Circuito R

VR = 120 VIR = 1,4 APwattimetro = 0Sc = V x I = 120 x 1,4 = 168 WWR = V x I x cos ɵ = 120 x 1,4 x 1 = 168 W QR = V x I x sen ɵ = 0 ER = Wc x T = 0,168 Kw x Tempo

Página 3

Figura 3: Circuito indutivo com Voltímetro, Amperímetro e Wattímetro

Observamos que a potência existe e que há consumo de energia igual há 0,168Kw multiplicado pelo tempo de ativação do circuito em horas. Observamos também que para o circuito toda a Potência é utilizada de forma que não há diferença entre as Potências Ativas e Aparente, e a Potência Reativa é nula.

c) O Circuito L

VL = 120 VIL = 1,5 APwattimetro = 20 WSL= V x I = 120 x 1,5 = 180 WWL = V x I x cos ɵ = 0W wattímetro = 20 WQL = V x I x sen ɵ = 120 x 1,5 x 1 = 180 WQ wattímetro = 160 WEL = Wc x T = 0Ewattímetro = Wc x T = 0,02 x Tempo

Neste experimento, devido à resistência apresentada pela bobina, observamos que o que esperávamos pela teoria foi diferente do que o que apresentamos na prática.

Observamos que a potência existe e que há consumo de energia igual há 0,02Kw multiplicado pelo tempo de ativação do circuito em horas. Neste caso especial não deveria haver nenhuma resistência, entretanto, a bobina utilizada apresentava uma certa resistência a passagem de corrente devido as características do material.

Observamos também que teoricamente para este circuito toda a Potência deveria ser devolvida na forma de Potência reativa, entretanto, uma parte dessa Potência é convertida em trabalho ou calor. Esta potência é resultado da resistividade do material que compõem a bobina.

2. Uma questão muito importante a se mencionar é referente a ordem de montagem do circuito. Utiliza-se o amperímetro e o voltímetro a esquerda do Wattímetro pois este ao fazer a leitura da potência teria seu resultado alterado pelos equipamentos de medição inserindo na medição as distorções causadas pelos resistências, capacitâncias e indutâncias dos equipamentos.

Página 4